Née à Bucarest en 1911 (ou 1912, selon certaines biographies), celle dont le vrai nom est Ekaterina Rouxandra Vladesco-Olt, arrive à Paris à l'adolescence, afin d'intégrer une école de commerce, conformément aux voeux de ses parents. Mais son coeur bat pour le théâtre, et la jeune fille s'inscrit au cours de Charles Dullin. Ses débuts sur les planches face à Harry Baur dans David Golder sont remarqués par le couple Pitoëff qui la fait jouer en 1935 dans La Créature. On l'applaudira bientôt dans des pièces de Cocteau, Giraudoux et George Bernard Shaw.

Après une première apparition au cinéma en 1931 dans la comédie Un homme en habit, Jany Holt tourne au milieu des années 30 avec les plus grands cinéastes de l'époque, de Decoin (Le Domino vert) à Duvivier en passant par Abel Gance. Avec son allure frêle et son regard ardent, l'actrice incarne souvent les filles perdues et tourmentées : prostituée dans Les Bas-Fonds de Renoir (1936), entraîneuse dans L'Alibi de Pierre Chenal (1937), elle trouve un de ses plus beaux dans le premier long métrage de Robert Bresson, Les Anges du pêché (1943), où elle interprète l'insoumise Thérèse, une criminelle qui trouve refuge dans un couvent.

Mariée à Marcel Dalio (de 1932 à 1937), traductrice de la correspondance Flaubert/Sand vers le roumain, elle est décorée en 1945 par le Général de Gaulle pour services rendus à la Résistance. La même année, elle donne la réplique à Michel Simon dans Non coupable, mais à partir des années 50, l'actrice s'éloigne des plateaux de cinéma. Citons néanmoins ses apparitions dans Gervaise de René Clément, et, plus surprenant, La Femme gauchère de Peter Handke (1985) et Target d'Arthur Penn (1987). En 1992, elle campe une des joyeuses pensionnaires de la maison de retraite de Roulez jeunesse. Grand-mère de Mathieu Kassovitz dans Metisse, elle fait sa dernière apparition à l'écran en 1995 dans le polar Jean-Pierre Mocky Noir comme le souvenir.